01第一章：固体废弃物的预处理(收集与运输、压缩与破碎)

第一章：固体废弃物的预处理§1-1固体废弃物的收集与运输§1-2固体废弃物的压实与破碎§1-1固体废弃物的收集与运输1.我国的原则：谁污染，谁治理。2.具体实施：主要指二次原材料的废物，而不是残渣等。A、大型工厂：回收公司；B、中小型工厂：定人定期回收；3.有毒有害废物经妥善处理后排放§1-1固体废弃物的收集与运输一、工业固体废弃物的收集和运输1.常规收集方法的几个阶段第一阶段：垃圾发生源→垃圾桶A、分类回收：较理想，又很重要，但实施难度较大，与多种素质有关。B、混合回收：常用方法（如果最终分选的好，也是可以的）。C、收集器：种类极多，（水泥的、铁桶的、高层建筑的）。二、城市垃圾的收集和运输§1-1固体废弃物的收集与运输D.所需收集容器的数量：21KKVtnQNmmmNm…一个垃圾点所需垃圾桶个数n…居民人数（个）Qm…人均日产垃圾量(体积）t…垃圾桶贮存时间（天）Vm…一个垃圾桶的容积K1…垃圾桶被装满的系数（保险系数，一般取0.85-0.9）K2…维修情况的垃圾桶附加系数（一般取1.05）§1-1固体废弃物的收集与运输第二阶段：由垃圾桶→垃圾车A、一般卡车…人工装卸（车上有盖布）B、侧装密封垃圾车C、后装式压缩垃圾车D、集装箱式垃圾车§1-1固体废弃物的收集与运输二、城市垃圾的收集和运输E.所需车辆数(市区)：0nWEQKNmnN…所需车辆台数Q…垃圾平均日产量（吨）K…垃圾产量变化系数En…单车载重量Wm…车辆完好率n0…单车清运次数§1-1固体废弃物的收集与运输二、城市垃圾的收集和运输第三阶段：垃圾车收集的运输路线A、理性分析系统2个系统：拖曳容器系统…类似集装箱固定容器系统…用车直接收集4个单元：拾取时间；运输时间；在处置场花费的时间；非生产性时间。§1-1固体废弃物的收集与运输二、城市垃圾的收集和运输B、清运路线设计的原则（部分原则，属管理学和优化范畴）1).每条路线限制在一个地区，即要尽可能地紧凑，无重复路线；2).按一定频率收运，平衡工作量；3).路线出发点，尽可能靠近车辆停放场；4).路线要避开交通高峰期和单行道；5).坡度较大时，设计上坡尽量轻载或空载；6).应尽量采用右转弯，因为红灯少。二、城市垃圾的收集和运输§1-1固体废弃物的收集与运输第四阶段：垃圾装车后→转运站。第五阶段：转运站→最终处置场。2.垃圾中转运输与中转运站这是上述第三阶段的一个特殊问题,主要是费用和经济合算过程；3.垃圾收运的其它系统§1-1固体废弃物的收集与运输二、城市垃圾的收集和运输A、管道输送：1976年日本曾建造一套气流输运系统，供2500个居民用户使用。管道长为700m，运输能力为2吨／每昼夜。室外均设有垃圾收集器，随后垃圾沿管道进入旋风分离器→过滤→空气压缩站→减压→管道→终点（消声、净化、排入大气）。B、水力输送---电厂粉煤灰§1-1固体废弃物的收集与运输二、城市垃圾的收集和运输垃圾收集费用与城市人口关系051015202530354001000200030004000人口数量(千人）消耗（美圆）三、每吨垃圾收集费用§1-1固体废弃物的收集与运输§1-2固体废弃物的压实与破碎1.压实的概念：固体废弃物的压实（压缩）是用机械的方法增加固体废弃物的密度、减小体积的过程。2.压实的目的：增大容重，减小体积，使之便于装卸、运输、贮存和填埋。3.处理对象：主要是压缩能力大，复原性小的物质；如：金属制品类、纸、纤维等。不适合于已很紧密的物质；如玻璃、金属、木材、污泥等。§1-2固体废弃物的压实与破碎一、固体废弃物的压实4.压缩比：即经压缩后，物体减小的程度：Vp=V压前／V压后Vp取决于压力和物种。5.生活垃圾的处理结果：A、经一般的压实处理后，城市生活垃圾的体积可减少至60-70%，压缩后的密度为400-600kg／m3。（比水轻）§1-2固体废弃物的压实与破碎一、固体废弃物的压实B、日本曾用过高压压实处理生活垃圾的实验。高压＝258kg／cm2，处理后物质密度为1125.4kg／m3。（这样物质已发生了质变）有机物从压前（6000ppm）下降至，压后（150ppm)；…直接消灭了许多有机质，相当于降解作用。高压后的垃圾块已成为一种均匀的类似于塑料结构的惰性物质，自然暴露于空气中3年无明显降解现象。当然好，太费钱！§1-2固体废弃物的压实与破碎一、固体废弃物的压实1.破碎的目的A、减容、便于运输和贮存；B、提供分选要求的粒度，提高分选效果。C、增大比表面积，提高分选热处理、生化处理工艺的效率；D、为综合利用作准备（制砖、制水泥等）；E、提高压实密度、均匀度，以便填埋，加速复土还原；F、防止粗大、锋利废弃物破坏焚烧、热解等设备的硬件部分。§1-2固体废弃物的压实与破碎二、固体废弃物的破碎概述2.固体废弃物的机械强度即指固体废弃物抗破碎的阻力，是指静载下测定的抗（压、拉、剪切）的最大阻力。§1-2固体废弃物的压实与破碎二、固体废弃物的破碎概述固体废弃物的抗压强度：＞250MPa…坚硬250–40MPa…中硬＜40MPa…软莫式硬度的十种矿物分级：滑石、石膏、方解石、萤石、磷灰石；长石、石英、黄玉、刚玉、金刚石。（现在有比金刚石还硬的人造物质）各种工业原料的一般情况见表§1-2固体废弃物的压实与破碎二、固体废弃物的破碎概述软质物质中硬物质坚硬物质最坚硬物质石棉矿石灰石铁矿石花岗岩石膏矿白云石金属矿石刚玉板石砂岩电石碳化硅软质石板泥砂岩矿渣硬质熟料烟煤岩盐烧结产品烧结镁砂褐煤韧性原料粘土砾石§1-2固体废弃物的压实与破碎3.破碎比、破碎段A、极限破碎比（i）：即废弃物破碎前的最大粒度（Dmax）与破碎后的最大粒度（dmax）之比。i=Dmax/dmax常用在工程中被用来设计或选取破碎机的宽度。§1-2固体废弃物的压实与破碎二、固体废弃物的破碎概述B、真实破碎比（I）：即废弃物破碎前的平均粒度（Dcp）与破碎后的平均粒度（dcp）之比。I=Dcp/dcp在科学研究中常被采用。一般破碎机的真实破碎比在3-30之间；磨碎机的真实破碎比在40-400之间。§1-2固体废弃物的压实与破碎二、固体废弃物的破碎概述C、固体废弃物经单一破碎机的破碎过程叫一个破碎段。固体物质的最终破碎比为各破碎段的破碎比（i）总的乘积。I总=i1xi2xi3x…xin§1-2固体废弃物的压实与破碎二、固体废弃物的破碎概述1.一般机械破碎法…最原始，也最常用的方法。A、压碎：用机械力的强制性挤压；B、冲击破碎：是放大能量的压碎方法；C、剪切破碎：也相当于劈碎；D、磨碎：可以看作是一种局部（也相当于集中力量放大能量）的压碎或剪切。（参见，图1-4）三、破碎方法§1-2固体废弃物的压实与破碎2.湿式破碎与低温破碎A、湿式破碎：是采取在水中或液体中进行破碎的一种新工艺。具有破碎噪声小、振动弱等优点。例如：美国开发出主要用于回收废纸浆纤维的工艺，就是浆液化的湿式破碎工艺。§1-2固体废弃物的压实与破碎三、破碎方法B、低温破碎：是采用低温使被破碎物质脆性增强的一种机械破碎工艺。主要是针对一些橡胶（轮胎）包裹的电线、家电等物质。优点：a.同种材质破碎后其粒度均匀，不同质材料为不同粒度；b.可使复合材质破碎分离；c.无毒、无爆炸性危险缺点：a.费用大，一般需要制冷设备。§1-2固体废弃物的压实与破碎三、破碎方法3.切割方法A、流体切割法（射流切割法）：将流体以高压驱动，从小孔以高速喷射向被切割物，进行切割。目前主要用水或水蒸汽作切割流体。B、热切割法：主要切割金属。如废旧汽车等。又可分为a.气割法：用高温气体（火焰）将被切割物局部熔化掉而达到切割的目的。b.激光束切割法：更快、更精、更省能量；是高技术，费钱。§1-2固体废弃物的压实与破碎三、破碎方法1.鄂式破碎机：用途：主要用于破碎强度高，韧性大，腐蚀性强的废物，用于粗碎。特点：结构简单、坚固耐用、维修方便，工作可靠；种类：四、破碎设备…（主要讲专项用，简单了解结构）§1-2固体废弃物的压实与破碎A、简单摆动鄂式破碎机见图1-5§1-2固体废弃物的压实与破碎B、复杂摆动鄂式破碎机见图1-6§1-2固体废弃物的压实与破碎2.锤式破碎机：用途：主要用于中等硬度且腐蚀性较弱的固体废弃物的破碎。特点：锤子前端磨损大（常用高锰钢或其它合金制成）有钢用在刀刃上。单转子是一个方向转动结构；双转子是两个方向转动连续工作，寿命比单转子提高一倍。种类：§1-2固体废弃物的压实与破碎四、破碎设备A、BJD型普通锤式破碎机：用于破碎大家具，可破至50mm左右。参见，图1-7§1-2固体废弃物的压实与破碎B、BJD型破碎金属锤式破碎机参见，图1-8§1-2固体废弃物的压实与破碎C、HammerMills型锤式破碎机…先压，后碎。参见，图1-9§1-2固体废弃物的压实与破碎D、Novorotor型双转子锤式破碎机…破碎比可达30。参见，图1-10§1-2固体废弃物的压实与破碎3.冲击式破碎机：（实质就是锤式破碎机）用途：适合于破碎中等硬度、软质、脆性小、韧性大以及纤维状等固体废弃物。特点：破碎比大，适应性强，构造简单，外型尺寸小，操作方便，易维护。种类：§1-2固体废弃物的压实与破碎四、破碎设备A、Universa型冲击式破碎机参见，图1-11§1-2固体废弃物的压实与破碎B、Hazemag型冲击式破碎机参见，图1-12§1-2固体废弃物的压实与破碎4.剪切式破碎机原理：是靠固定刀和可活动刀（有往复式刀、旋转刀等）之间的啮合作用来剪切废物。类型：§1-2固体废弃物的压实与破碎四、破碎设备A、VonRoll型往复式剪切破碎机参见，图1-13§1-2固体废弃物的压实与破碎B、Lindemann型剪切式破碎机参见，图1-14§1-2固体废弃物的压实与破碎C、旋转剪切式破碎机参见，图1-15§1-2固体废弃物的压实与破碎5.球磨机用途：主要用于细磨（可磨到面粉一样），在第二次原料制砖、制水泥时用。构造：A、横卧大圆桶（规模可不同），有微角度倾斜。B、桶内放入一定比例不同直径（25-150mm）钢球，占有效容积的25-50%C、转动§1-2固体废弃物的压实与破碎四、破碎设备6.低温破碎机：…主要用于韧性大的物质，如橡胶、轮胎等物质。参见，图1-16。§1-2固体废弃物的压实与破碎四、破碎设备7.湿式破碎机：参见，图1-17。§1-2固体废弃物的压实与破碎